DE3927964A1

DE3927964A1 - POWER SUPPLY FOR DRYING TRANSFORMER PARTS

Info

Publication number: DE3927964A1
Application number: DE3927964A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl Ing Bachmann; Wolfram Dr Ing Diemar
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1989-08-24
Filing date: 1989-08-24
Publication date: 1991-03-21
Also published as: US5131167A; DE3927964C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgung zum elektrischen Trocknen von Transformator-Teilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a power supply for electrical drying of transformer parts according to the preamble of claim 1.

Bei der Herstellung von Transformatoren ist es wichtig, sogenannte Aktiv- Teile zu trocknen, bevor die Transformatoren verkauft bzw. in Betrieb genommen werden. Derartige Aktiv-Teile sind beispielsweise die elek trischen Isolierungen der Trafo-Wicklungen, die mit Ölen oder chlorierten Kohlenwasserstoffen getränkt oder die aus bestimmten Gründen mit Wasser benetzt worden sind.When manufacturing transformers, it is important to use so-called active Drying parts before the transformers are sold or in operation be taken. Such active parts are, for example, the elec trical insulation of the transformer windings with oils or chlorinated Soaked in hydrocarbons or for certain reasons Water have been wetted.

Die Transformatorwicklungen können von außen her getrocknet werden, indem warme Luft erzeugt und an die Wicklungen herangeführt wird. Es ist jedoch auch möglich, die Wicklungen über die Wärmeentwicklung eines Stroms zu trocknen, der durch die Wicklungen geschickt wird.The transformer windings can be dried from the outside, by generating warm air and bringing it to the windings. However, it is also possible to keep the windings warm to dry a stream that is sent through the windings.

Bei der elektrischen Trocknung eines Transformators ist eine Kammer für die Aufnahme des zu trocknenden Transformators vorgesehen, wobei die Temperatur etc. der Umgebung automatisch geregelt und der Trans formator an eine elektrische Energiequelle angeschlossen wird. Die Nieder voltwicklungen des Transformators werden kurzgeschlossen, so daß der Kurzschlußstrom die Transformatorwicklung austrocknet. When drying a transformer electrically, there is a chamber provided for the reception of the transformer to be dried, whereby the temperature etc. of the environment is automatically regulated and the trans formator is connected to an electrical energy source. The Nieder Voltage windings of the transformer are short-circuited, so that the Short-circuit current dries out the transformer winding.

Ein typischer Verteilungstransformator ist nach etwa sechs Stunden trocken. Dies bedeutet, daß der ganze Trocknungsvorgang an einem 8- Stunden-Tag durchgeführt werden kann. Wenn der elektrische Strom für die Trocknung der Isolation herangezogen wird, so wird nur ein kleiner Energiebetrag für die Aufheizung des Kerns, der Umgebungsluft und des Behälters verwendet. Die elektrische Methode benötigt nur etwa ein Drit tel der Energie wie sie bei herkömmlichen Trocknungsprozessen benötigt wird. Bei diesen herkömmlichen Trocknungsprozessen kommt es auch oft vor, daß dann, wenn nach dem Trocknungsprozeß die Trockenkammer geöffnet wird, eine Wolke von Öldampf in das Werksgebäude strömt. Die elektrische Methode vermeidet diesen Nachteil.A typical distribution transformer is after about six hours dry. This means that the entire drying process on an 8- Hour day can be done. If the electric current for drying of the insulation is used, so only a small one Energy amount for heating the core, the ambient air and the Container used. The electrical method only needs about a third of the energy required for conventional drying processes becomes. It often happens with these conventional drying processes before that if after the drying process the drying chamber is opened, a cloud of oil vapor flows into the factory building. The electrical method avoids this disadvantage.

Es ist bereits bekannt, eine elektrische Trocknung durch Anlegen einer 20-Hz-Spannung an die Hochspannungswicklung eines Transformators durchzu führen und die Niedervoltwicklung kurzzuschließen (Prospekt "Transformer Drying Equipment" der Fa. National Industri, Drammen, Norwegen). Die niederfrequente Spannung wird hierbei verwendet, um die Kurzschluß spannung hinreichend zu verringern, damit im Transformator keine Kurz schluß-Lichtbögen entstehen, wenn der Druck während des Trocknungs prozesses abnimmt. Mit der bekannten Methode ist es möglich, mehrere Transformatoren gleichzeitig zu trocknen, wobei die Leistungen zwischen 30 und 2000 KVA liegen können. Alle Variablen wie Strom, Spannung, Druck, Ölpegel und Zeit werden durch einen programmierbaren Logik regler gesteuert. Der Trocknungsprozeß selbst ist in drei Zyklen unter teilt. Während des ersten Zyklus wird der Transformator bei normalem Luftdruck auf 110°C aufgeheizt, um einen Wärmetransport zu den Iso lationsteilen zu erreichen. Sodann wird er in einem zweiten Zyklus auf 150°C aufgeheizt, wobei gleichzeitig eine Evakuierung bis auf 30 mbar erfolgt. Durch die Evakuierung wird soviel Wasser verdampft, wie not wendig ist, um den Sauerstoff aus dem Tank zu entfernen. Hierbei muß der Druck groß genug sein, um Überschläge im Transformator zu ver hindern. In einem dritten Zyklus wird sodann auf weniger als 0,5 mbar evakuiert, und zwar ohne Aufheizvorgang. It is already known to apply electrical drying by applying a 20 Hz voltage to the high voltage winding of a transformer and short-circuit the low-voltage winding (brochure "Transformer Drying Equipment "from National Industri, Drammen, Norway) low frequency voltage is used here to short circuit reduce the voltage sufficiently so that there are no short circuits in the transformer Final arcs occur when the pressure is drying process decreases. With the known method it is possible to have several Transformers dry at the same time, with performances between 30 and 2000 KVA can be. All variables like current, voltage, Pressure, oil level and time are controlled by a programmable logic controller controlled. The drying process itself is under in three cycles Splits. During the first cycle, the transformer becomes normal Air pressure heated to 110 ° C to transport heat to the Iso to achieve lation parts. Then it will open in a second cycle 150 ° C heated, while evacuating up to 30 mbar he follows. The evacuation evaporates as much water as is necessary is maneuverable to remove the oxygen from the tank. This must the pressure is high enough to prevent arcing in the transformer prevent. In a third cycle, the pressure is then reduced to less than 0.5 mbar evacuated without heating up.

Nachteilig ist bei dieser bekannten elektrischen Trocknungsmethode, daß ein 20-Hz-Generator mit nachgeschaltetem Regeltransformator benötigt wird. Mit diesem Regeltransformator ist nur eine Verstellung der Spannung möglich.The disadvantage of this known electrical drying method is that a 20 Hz generator with a downstream control transformer is required becomes. With this control transformer is only an adjustment of the voltage possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Trocknung von Transforma toren, und zwar insbesondere der Papierisolierungen der Wicklungen, die un vermeidbare Wassereinschlüsse aufweisen, über eine einfache Frequenz reduzierung zu verbessern.The invention has for its object the drying of Transforma gates, especially the paper insulation of the windings, the un have avoidable water inclusions over a simple frequency to improve reduction.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved in accordance with the features of patent claim 1.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß eine stufenlose Einstellung der Ausgangsspannung und der Ausgangs frequenz von ca. 0 bis 20 Hz möglich ist. Freguenz und Spannung können somit für jeden Transformatortyp optimal an die Auslegungsinduktion des Transformators angepaßt werden. Hierdurch ist es möglich, die Spannungs abfälle an der Transformatorstreuung klein zu halten und die Spannungs beanspruchung des Transformators zu reduzieren. Außerdem ist es mit der erfindungsgemäßen Stromversorgung möglich, Gleichstrom durch die zu trocknenden Transformatoren zu geben. Anders als bei dem vorerwähn ten Stand der Technik wird während der Heizphase durch Einspeisung von Gleichstrom ständig die Wicklungstemperatur primär und sekundär be stimmt.The advantage achieved with the invention is in particular that a continuous adjustment of the output voltage and the output frequency of approx. 0 to 20 Hz is possible. Frequency and excitement can optimal for the design induction of the Transformers are adapted. This makes it possible to control the tension waste on the transformer spread and keep the voltage low to reduce stress on the transformer. Besides, it is with the power supply according to the invention possible, direct current through the to give transformers to dry. Different from the aforementioned State of the art during the heating phase by feeding in DC current, the winding temperature be primary and secondary Right.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigenEmbodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. Show it

Fig. 1 eine Trocknungskammer für mehrere Transformatoren, in der die Papierisolierungen von Transformatorwicklungen elektrisch getrocknet werden; Figure 1 shows a drying chamber for several transformers in which the paper insulation of transformer windings are electrically dried.

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Stromversorgung mit einem Drehstrom transformator, dessen Sekundärseite pro Phase (U_R, U_S, U_T) mit zwei antiparallel geschalteten Brücken verbunden ist; Figure 2 shows a power supply according to the invention with a three-phase transformer, the secondary side per phase (U _R , U _S , U _T ) is connected to two antiparallel bridges.

Fig. 3 eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Stromversorgung mit Transformator, dessen Sekundärseite zwei Phasen (U_R, U_S) aufweist, die jeweils an zwei antiparallel geschalteten Brücken angeschlossen sind; Fig. 3 shows a second variant of the invention with a power supply transformer whose secondary side has two phases (U _R, U _S), which are each connected to two anti-parallel connected bridges;

Fig. 4a-4d eine Darstellung der Zündimpulsfolge in der Phase T plus Thyristoren; FIG. 4a-4d is an illustration of the ignition pulse in the phase T plus thyristors;

Fig. 5a-5d eine Darstellung der Zündimpulsfolge in der Phase T minus Thyristoren. FIGS. 5a-5d is a view of the ignition pulse in the phase T minus thyristors.

In der Fig. 1 ist eine Trocknungskammer 1 mit zwei Transformatoren 2, 3 dargestellt, deren Primärwicklungen 4, 5 an einer Spannungsquelle liegen und deren Sekundärwicklungen 6, 7 kurzgeschlossen sind. Die in der Trocknungskammer 1 herrschenden physikalischen Zustände werden durch verschiedene Sensorleitungen abgefragt. Beispielsweise wird der Ölpegel in den Transformatoren 2, 3 durch die Sensorleitungen 8, 9 abgefragt und als Information an eine Auswerte- und Steuereinrichtung 10 weitergegeben. Mit Hilfe einer weiteren Sensorleitung 11 wird der in der Kammer herrschende Druck an die Auswerte- und Steuereinrichtung 10 gemeldet, während über die Sensorleitungen 12 und 13 die Spannung bzw. der Strom, die einem Transformator 2, 3 zugeführt werden, auf Übertrager 14 ge geben werden, die mit der Auswerte- und Steuereinrichtung 10 in Ver bindung stehen. Die Auswerte- und Steuereinrichtung 10 steuert und regelt aufgrund der erhaltenen Information verschiedene Vorrichtungen, beispielsweise ein Ölventil 15, ein Lufteinlaßventil 16, ein Luftauslaß ventil 17 und eine Vakuumpumpe 18.In Fig. 1 is a drying chamber 1 with two transformers 2, 3, whose primary windings 4, 5 are connected to a voltage source and whose secondary windings 6, are short-circuited. 7 The physical conditions prevailing in the drying chamber 1 are queried by various sensor lines. For example, the oil level in the transformers 2 , 3 is queried by the sensor lines 8 , 9 and passed on as information to an evaluation and control device 10 . With the help of a further sensor line 11 , the pressure prevailing in the chamber is reported to the evaluation and control device 10 , while via the sensor lines 12 and 13 the voltage or the current, which are supplied to a transformer 2 , 3, are transmitted to the transformer 14 be connected to the evaluation and control device 10 in United. The evaluation and control device 10 controls and regulates on the basis of the information received various devices, for example an oil valve 15 , an air inlet valve 16 , an air outlet valve 17 and a vacuum pump 18th

Die Stromversorgung der Transformatoren 2, 3 erfolgt über die Zuleitungen 19, 20 aus einem Umrichter 21. Unter einem Umrichter versteht man einen Stromrichter, bei dem die Stromart - Gleichstrom oder Wechsel strom - erhalten bleibt. Die vorliegende Erfindung verwendet Wechsel strom bzw. Drehstrom. Bei einem Wechselstrom-Umrichter können die Systemgrößen Spannung, Freguenz, Phasenzahl und Phasenfolge verändert werden. Umrichter ohne Zwischenkreis nennt man Direktumrichter. Der artige Umrichter werden bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eingesetzt. In der Fig. 1 ist ein Wechselstromumrichter der genannten Art mit 21 bezeichnet. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um einen Drehstromumrichter in kreisstromfreier B6C-Schaltung. Der Buchstabe "B" deutet darauf hin, daß es sich um eine Brückenschaltung handelt, während die Ziffer 6 die Anzahl der Pulse bezeichnet. Eine "B6"-Schaltung ist also eine Sechspuls-Brückenschaltung, die auch Drehstrom-Brücken schaltung genannt wird (F. Zach: Leistungselektronik, 2. Auflage, 1988, Tafel 6.1 bei S. 558, dritte Spalte von rechts).The power supply to the transformers 2 , 3 takes place via the feed lines 19 , 20 from a converter 21 . A converter is a converter in which the type of current - direct current or alternating current - is retained. The present invention uses AC. With an AC converter, the system variables voltage, frequency, number of phases and phase sequence can be changed. Inverters without an intermediate circuit are called direct inverters. The type of converter is preferably used in the present invention. In Fig. 1, an AC converter of the type mentioned is designated 21 . It is preferably a three-phase converter in a circuit-free B6C circuit. The letter "B" indicates that it is a bridge circuit, while the number 6 denotes the number of pulses. A "B6" circuit is therefore a six-pulse bridge circuit, which is also called a three-phase bridge circuit (F. Zach: Power Electronics, 2nd edition, 1988, Table 6.1 at p. 558, third column from the right).

In der Fig. 2 ist eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Strom versorgung dargestellt, die den Umrichter 21 und dessen Ansteuerung über die Leitungen 22 näher zeigt. Derjenige Teil der Auswerte- und Steuerungseinrichtung 10, der für die Ansteuerung der Thyristoren des Umrichters erforderlich ist, ist ebenfalls in der Fig. 2 dargestellt. Man erkennt hierbei, daß es sich um einen Wechselstromumrichter in B6C- Schaltung handelt, der mit seinem Eingang 23 z. B. an einer dreiphasigen Wechselspannung von 3 × 380 V mit 50 Hz liegt, während sein Ausgang 24 an die in der Fig. 1 dargestellten Transformatoren 2, 3 angeschlossen ist. Zwischen dem Umrichter 21 und den Transformatoren 2, 3 können gegebenenfalls auch noch Steller 25, 26 vorgesehen sein, wie sie in der Fig. 1 dargestellt sind.In Fig. 2, a first variant of a power supply according to the invention is shown, which shows the converter 21 and its control via the lines 22 in more detail. The part of the evaluation and control device 10 that is required for controlling the thyristors of the converter is also shown in FIG. 2. It can be seen here that it is an AC converter in B6C circuit, with its input 23 z. B. is on a three-phase AC voltage of 3 × 380 V at 50 Hz, while its output 24 is connected to the transformers 2 , 3 shown in FIG. 1. Actuators 25 , 26 can also be provided between the converter 21 and the transformers 2 , 3 , as shown in FIG. 1.

Ein Umrichter 21 der in der Fig. 2 dargestellten Art ist an sich bekannt (K. Heumann, Grundlagen der Leistungselektronik, 1975, S. 107 bis 109, insbesondere Bild 7.32). Es handelt sich hierbei um einen Direktumrichter, der als Steuerumrichter dient. Beim Steuerumrichter wird die Ausgangs spannung zweier gegenparallel arbeitender Teilstromumrichter sinusförmig ausgesteuert. Dabei müssen die Steuerwinkel während jeder Halbschwingung der Ausgangsspannung stetig verändert werden. Bei der vorliegenden Er findung geht es u. a. darum, den bekannten Drehstrom-Direktumrichter so zu modifizieren, daß er wirtschaftlich für die Elektrotrocknung ein gesetzt werden kann.A converter 21 of the type shown in FIG. 2 is known per se (K. Heumann, Fundamentals of Power Electronics, 1975, pp. 107 to 109, in particular Fig. 7.32). It is a direct converter that serves as a control converter. In the control converter, the output voltage of two partial current converters working in parallel is controlled sinusoidally. The control angles must be constantly changed during each half-oscillation of the output voltage. In the present invention, it is, among other things, to modify the known three-phase direct converter so that it can be used economically for electric drying.

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, kann die Primärseite 27 des Drehstrom Umrichters, die aus den Einzelwicklungen 27a, 27b, 27c besteht, mittels eines Schalters 28 oder 29 in eine Stern- oder Dreieckschaltung umge schaltet werden. In der Fig. 2 stehen die Schalter 28 und 29 so, daß sich eine Sternschaltung ergibt. Sekundärseitig sind drei im Stern geschal tete Phasen 30, 31, 32 vorgesehen, deren Wicklungen 52 bis 60 Anzapfungen 33, 34, 35 bzw. 36, 37, 38 bzw. 39, 40, 41 aufweisen, die zur Vermeidung hoher Steuerblindleistung und für die Reduzierung der Oberschwingungen in der Ausgangsspannung dienen. Gibt ein Gleichrichter bei konstantem Strom und konstanter Speisespannung eine reduzierte Gleichspannung ab, so entsteht bekanntlich eine Steuerblindleistung. Verringert man die Speisespannung, so entsteht bei gleichem U_d eine geringere Scheinleistung und damit eine bessere Blindleistung, d. h. der cos ϕ wird verbessert.As can be seen from FIG. 2, the primary side 27 of the three-phase converter, which consists of the individual windings 27 a, 27 b, 27 c, can be switched to a star or delta connection by means of a switch 28 or 29 . In FIG. 2, the switches 28 and 29 are provided so as to produce a star connection. On the secondary side, three phases 30 , 31 , 32 connected in the star are provided, the windings of which have 52 to 60 taps 33 , 34 , 35 and 36 , 37 , 38 and 39 , 40 , 41 , respectively, to avoid high control reactive power and for Serve to reduce harmonics in the output voltage. If a rectifier emits a reduced DC voltage at constant current and constant supply voltage, it is known that a control reactive power is generated. If the supply voltage _is reduced, a lower apparent power and thus a better reactive power is produced with the same U _d , ie the cos ϕ is improved.

Im Anschluß an die Sekundärwicklungen 30, 31, 32 sind Spannungsfühler 42, 43, 44 und Stromfühler 45, 46, 47 geschaltet, welche die erfaßten Spannungs- und Stromwerte über Anpassungselemente 49, 50, 51 an die Auswerte- und Steuereinrichtung 10 weitergeben. Die einzelnen Wicklungen 52, 53, 54 bzw. 55, 56, 57 bzw. 58, 59, 60 der Sekundärwicklungen 30, 31, 32 sind mit einer ersten Sechspuls-Brückenschaltung 61 bzw. 62 bzw. 63 und einer zweiten Sechspuls-Brückenschaltung 64, 65, 66 verbunden. Die Sechspuls-Brückenschaltungen 61 bis 66 bestehen aus jeweils sechs Thyristoren, die über die Leitungen 22 angesteuert werden. Die Ansteuerung dieser Thyristoren erfolgt derart, daß auf den Leitungen 67 bis 69 eine Ausgangssinusspannung ansteht, deren Frequenz veränderbar und deren Form durch eine nachgeschaltete Drossel 70, 71, 72 weitgehend an die Sinusform angenähert werden kann.Connected to the secondary windings 30 , 31 , 32 are voltage sensors 42 , 43 , 44 and current sensors 45 , 46 , 47 , which transmit the detected voltage and current values to the evaluation and control device 10 via adaptation elements 49 , 50 , 51 . The individual windings 52 , 53 , 54 or 55 , 56 , 57 or 58 , 59 , 60 of the secondary windings 30 , 31 , 32 are provided with a first six-pulse bridge circuit 61 or 62 or 63 and a second six-pulse bridge circuit 64 , 65 , 66 connected. The six-pulse bridge circuits 61 to 66 each consist of six thyristors, which are controlled via the lines 22 . These thyristors are driven in such a way that an output sinusoidal voltage is present on lines 67 to 69 , the frequency of which can be changed and the shape of which can be approximated largely to the sinusoidal shape by a choke 70 , 71 , 72 connected downstream.

Die bezüglich ihrer Frequenz und Amplitude regelbaren Ausgangs-Wechsel spannungen U_R, U_S, U_T werden sodann den drei Phasen der Primär wicklung 4 des Transformators 2 und/oder den drei Phasen der Primär wicklung 5 des Transformators 3 (Fig. 1) und/oder den Primärwicklungen weiterer Transformatoren zugeführt. Somit können mit einem einzigen Umrichter 21 gleichzeitig oder nacheinander mehrere Transformatoren 2, 3 mit Strom versorgt werden. The controllable with respect to their frequency and amplitude output AC voltages U _R , U _S , U _T are then the three phases of the primary winding 4 of the transformer 2 and / or the three phases of the primary winding 5 of the transformer 3 ( Fig. 1) and / or fed to the primary windings of further transformers. Thus, several transformers 2 , 3 can be supplied with current simultaneously or in succession with a single converter 21 .

Die abgegebenen Ausgangsspannungen U_R, U_S, U_T werden, wie bereits erwähnt, einem vorgegebenen sinusförmigen Sollwert möglichst gut ange nähert. Beide Teilstromrichter 61, 64 einer Phase arbeiten abwechselnd im Gleich- bzw. Wechselrichterbetrieb.The output voltages U _R , U _S , U _T are, as already mentioned, approximated as closely as possible to a predetermined sinusoidal setpoint. Both partial converters 61 , 64 of one phase work alternately in rectifier or inverter operation.

Die Differenzen in den Ausgangsspannungen der beiden Teilstromrichter 61, 64 bilden Kreisspannungen aus, die Kreisströme zur Folge haben. Zur Vermeidung des Kreisstromes können auch beim Steuerumrichter kreis stromfreie Schaltungen verwendet werden. Bei der Umkehr der Strom richtung tritt eine Totzeit auf. Die abgegebene Frequenz der Spannungen U_R, U_S, U_T kann bei einem Steuerumrichter stetig verändert werden, jedoch mit der wesentlichen Einschränkung, daß die Ausgangsfrequenz f₂ nur etwa bis zum halben Wert der Eingangsfreguenz f₁ heraufgeregelt werden kann; bei 50 Hz Eingangsfrequenz also nur bis 25 Hz. Frequenzen über 25 Hz sind ausgeschlossen, d. h. der Frequenzbereich erstreckt sich vom Gleichstrom bis 25 Hz. Dies ergibt sich aus der Formel The differences in the output voltages of the two partial converters 61 , 64 form circular voltages which result in circulating currents. To avoid the circulating current, circuit-free circuits can also be used with the control converter. When the current direction is reversed, a dead time occurs. The output frequency of the voltages U _R , U _S , U _T can be changed continuously in a control converter, but with the essential restriction that the output frequency f ₂ can only be regulated up to approximately half the value of the input frequency f ₁ ; at 50 Hz input frequency only up to 25 Hz. Frequencies above 25 Hz are excluded, ie the frequency range extends from direct current to 25 Hz. This follows from the formula

wobei n = Kuppenzahl und p₁ = Pulszahl. Betrachtet man die bei kreis stromfreien Schaltungen gebotene stromlose Umschaltpause, so ergibt sich ein Frequenzbereich von 0 bis ca. 20 Hz. Außerdem hat der Steuer umrichter einen hohen Blindleistungsbedarf aus dem speisenden Drehstrom netz, weil er überwiegend mit Anschnittsteuerung betrieben wird.where n = number of domes and p ₁ = number of pulses. If you look at the currentless switching pause offered by circuit-free circuits, there is a frequency range from 0 to approx. 20 Hz. In addition, the control converter has a high reactive power requirement from the three-phase supply system because it is mainly operated with gate control.

Für die Ansteuerung der Thyristoren der Sechspuls-Brückenschaltungen 61 bis 66 ist ein Frequenzgenerator 73 in der Auswerte- und Steuereinrichtung 10 vorgesehen, dessen Ausgangsfrequenz zwischen 0 Hz und 20 Hz regelbar ist. Dieser Frequenzgenerator 73 kann Ausgangssignale erzeugen, die dem Soll-Strom in der R-Phase 69, dem Soll-Strom in der S-Phase 68 und dem Soll-Strom in der T-Phase 67 entsprechen. Die Soll-Ströme werden mit Ist-Strömen in Vergleichern 77, 78, 79 verglichen, denen über die Anpassungselemente 49 bis 51 und Leitungen 80, 81, 82 die Ist-Ströme zugeführt werden. Die als Gleichstromsignale auf den Ausgangsleitungen 83, 84, 85 anstehenden Informationen werden sodann durch Pulswandler 86, 87, 88 in Impulse umgewandelt und über Schalter 89, 90, 91 Impuls stufen 92, 93, 94 bzw. 95, 96, 97 zugeführt, deren Ausgänge mit den Steuerelektroden der Thyristoren der Brückenschaltungen verbunden sind. Die Soll-Frequenzen des Frequenzgenerators 73 sowie die Soll-Amplitude der Ausgangssignale des Frequenzgenerators 73 werden über Leitungen 98, 99 durch einen Rechner 100 festgelegt, der seinerseits die über die Leitungen 8, 9, 11, 12, 13 (Fig. 1) kommenden Daten auswertet. Diese Leitungen sind in der Fig. 2 mit dem Pfeil 101 gekennzeichnet.To control the thyristors of the six-pulse bridge circuits 61 to 66 , a frequency generator 73 is provided in the evaluation and control device 10 , the output frequency of which can be regulated between 0 Hz and 20 Hz. This frequency generator 73 can generate output signals which correspond to the target current in the R phase 69 , the target current in the S phase 68 and the target current in the T phase 67 . The target currents are compared with actual currents in comparators 77 , 78 , 79 , to which the actual currents are fed via the adaptation elements 49 to 51 and lines 80 , 81 , 82 . The pending as DC signals on the output lines 83 , 84 , 85 information is then converted into pulses by pulse converters 86 , 87 , 88 and stages 92 , 93 , 94 and 95 , 96 , 97 supplied via switches 89 , 90 , 91 , respectively Outputs are connected to the control electrodes of the thyristors of the bridge circuits. The set frequencies of the frequency generator 73 and the set amplitude of the output signals of the frequency generator 73 are determined via lines 98 , 99 by a computer 100 , which in turn comes via lines 8 , 9 , 11 , 12 , 13 ( FIG. 1) Evaluates data. These lines are marked with the arrow 101 in FIG. 2.

Durch die Steuereinrichtung 10 wird der Steuerungsaufwand stark reduziert. Der Rechner 100 steuert direkt die Stromrichtungen, da eine Minimierung der stromlosen Pause für einen Heizvorgang nicht erforderlich ist. Auf der Ausgangsseite 67, 68, 69 des Umrichters befinden sich nicht dar gestellte hochgenaue Stromwandler nach dem Hall-Prinzip, z. B. Wandler der Fa. Holec mit der Bezeichnung "Zeroflux", die mit dem Rechner verbunden sind. Hieraus und aus der direkt am Transformator gemessenen Spannung wird ständig die Wicklungstemperatur ermittelt.The control effort is greatly reduced by the control device 10 . The computer 100 directly controls the current directions since it is not necessary to minimize the currentless pause for a heating process. On the output side 67 , 68 , 69 of the converter are not shown high-precision current transformers according to the Hall principle, for. B. converter from Holec with the designation "Zeroflux", which are connected to the computer. The winding temperature is continuously determined from this and from the voltage measured directly on the transformer.

Durch die Vergleicher 77, 78, 79 kann ein sinusförmiger Ausgangsstrom erreicht werden. Bei einer Sinusvertikalsteuerung (vgl. Zach, a.a.O., S. 397, Abb. 5.1b) können diese Vergleicher jedoch entfallen. Die Sinus vertikalsteuerung wird im allgemeinen nur für Mittelpunktschaltungen verwendet, gemäß der Erfindung wird sie jedoch auch bei der Brücken schaltung eingesetzt.A comparator 77 , 78 , 79 can achieve a sinusoidal output current. With a sine vertical control (see Zach, op. Cit., P. 397, Fig. 5.1b), these comparators can be omitted. The vertical sine control is generally used only for center circuits, but according to the invention it is also used in the bridge circuit.

Die Fig. 3 zeigt eine Version, bei welcher der Transformator 27; 31, 32 nur zwei Spannungsphasen erzeugt. Diejenigen Elemente, die mit den Elementen der Fig. 2 übereinstimmen, weisen dieselben Bezugszahlen wie diese auf. Die beiden sechspulsigen Brücken 62 und 65, bestehend aus den Thyristoren 110 bis 115 bzw. 116 bis 121, sind antiparallel geschaltet. Über die beiden Teilstromrichter 62, 65 in Gegen-Parallelschaltung, die an einem Wechselstrom mit f₁ liegen, kann in herkömmlicher Weise durch eine geeignete Steuerung eine Wechselspannung mit kleinerer Fre quenz f₂ < f₁ gewonnen werden. Hierbei wird jeder der beiden Gleich richter 62, 65 abwechselnd für wenige Halbschwingungen gezündet. Der eine Gleichrichter 62 schaltet positive, der andere Gleichrichter 65 negative Spannung auf den Ausgang. Durch Sinusvertikalsteuerung kann die resultierende Ausgangsspannung der Sinusform ohne zusätliichen Regler angenähert werden. Fig. 3 shows a version in which the transformer 27 ; 31 , 32 generated only two voltage phases. Those elements which correspond to the elements of FIG. 2 have the same reference numbers as these. The two six-pulse bridges 62 and 65 , consisting of thyristors 110 to 115 and 116 to 121 , are connected in anti-parallel. About the two partial converters 62 , 65 in counter-parallel connection, which are due to an alternating current with f ₁ , an alternating voltage with a lower frequency f ₂ <f ₁ can be obtained in a conventional manner by a suitable control. Here, each of the two rectifiers 62 , 65 is alternately ignited for a few half-oscillations. One rectifier 62 switches positive, the other rectifier 65 negative voltage to the output. By means of vertical sine control, the resulting output voltage can be approximated to the sine shape without an additional regulator.

Die Fig. 4a und 5a sind zwischen den Kathoden bzw. Anoden einer B6-Schaltung und dem Sternpunkt des speisenden Transformators meßbar. Die Addition stellt die Ausgangsspannung einer B6-Schaltung dar. Die Spannungen der Fig. 4b, 4c, 4d und 5b, 5c, 5d entstehen innerhalb der Einrichtungen 86 und 87. FIGS. 4a and 5a can be measured between the cathode and anode of a B6 circuit and the neutral point of the supply transformer. The addition represents the output voltage of a B6 circuit. The voltages of FIGS. 4b, 4c, 4d and 5b, 5c, 5d arise within the devices 86 and 87 .

Das Verfahren zum Trocknen der Transformatorenteile läuft wie folgt ab:The procedure for drying the transformer parts is as follows from:

Die Spannungsquelle 21 wird an eine Wicklung 4 des Transformators 2 gelegt, während die andere Wicklung 6 dieses Transformators 2 kurzge schlossen ist. Hierauf werden die Transformatorwicklungen 4 bis 7 auf ca. 110°C mittlere Wicklungstemperatur unter Atmosphärendruck auf geheizt. Sodann werden die Transformatorwicklungen 4 bis 7 auf ca. 150°C bei gleichzeitiger Drucksenkung auf ca. 30 mbar aufgeheizt. An schließend wird bei abgeschalteter elektrischer Heizung der Druck auf 0,5 mbar oder weniger abgesenkt. Jetzt wird der Transformator 2, 3 mit Isolieröl gefüllt.The voltage source 21 is placed on a winding 4 of the transformer 2 , while the other winding 6 of this transformer 2 is short-circuited. The transformer windings 4 to 7 are then heated to an average winding temperature of approximately 110 ° C. under atmospheric pressure. The transformer windings 4 to 7 are then heated to approximately 150 ° C. with a simultaneous reduction in pressure to approximately 30 mbar. Then the pressure is reduced to 0.5 mbar or less when the electric heater is switched off. Now the transformer 2 , 3 is filled with insulating oil.

Während des Aufheizens der Transformatorwicklungen 4 bis 7 auf 150°C wird durch Dreieck-Stern-Umschaltung 28 der Primärwicklung 27 des Stromrichtertransformators 27; 30; 31, 32 des Umrichters 21 die maximal mögliche Spannung (U_R, U_S, U_T) so reduziert, daß eine Gasentladung im Transformator sicher vermieden wird.During the heating of the transformer windings is 4 to 7 at 150 ° C by delta-star switch 28 of the primary winding 27 of the converter transformer 27; 30 ; 31 , 32 of the converter 21 reduces the maximum possible voltage (U _R , U _S , U _T ) so that gas discharge in the transformer is reliably avoided.

Claims

1. Power supply for the electrical drying of transformer parts, with a voltage source, which is applied to one winding of the transformer, while the other winding of this transformer is short-circuited, characterized in that the voltage source is a converter ( 21 ) which is an AC voltage first frequency into an alternating voltage of a second frequency.

2. Power supply according to claim 1, characterized in that the second frequency is continuously adjustable, preferably in the frequency range 0 Hz to 20 Hz.

3. Power supply according to claim 1, characterized in that the voltage source is a control converter ( 27 , 30 to 32 , 61 to 66 ) in which the partial converter ( 61 to 66 ) are operated in partial modulation.

4. Power supply according to claim 1, characterized in that the output voltage of the converter ( 21 ) is adapted to a sinusoidal shape by means of sine vertical control.

5. Power supply according to claim 1, characterized in that the Output voltage of the control converter by means of current regulation of the sine shape is adjusted.

6. Power supply according to claim 1, characterized in that the converter ( 21 ) has a transformer ( 27 ; 30 to 32 ), the secondary windings ( 30 to 32 ) are provided with taps ( 33 to 41 ).

7. Power supply according to claims 4 or 5, characterized in that for approximation of the output voltages (U _R , U _S , U _T ) and currents to the sinusoidal form inductors ( 70 to 72 ) are provided.

8. A method for the electrical drying of transformer parts, with a voltage source ( 21 ) which is applied to a winding ( 4 ) of the transformer ( 2 ) while the other winding ( 6 ) of this transformer ( 2 ) is short-circuited, with the following steps

a) the transformer windings ( 4 to 7 ) are heated to approximately 110 ° C average winding temperature under atmospheric pressure;
b) the transformer windings ( 4 to 7 ) are heated to approx. 150 ° C while reducing the pressure to approx. 30 mbar;
c) when the electric heater is switched off, the pressure is reduced to 0.5 mbar or less;
d) the transformer ( 2 , 3 ) is filled with insulating oil; characterized in that the voltage source ( 21 ) has a variable frequency and that during the heating of the transformer windings ( 4 to 7 ) to 150 ° C by triangle-star switching ( 28 ) of the primary winding ( 27 ) of the converter transformer ( 27 ; 30 to 32 ) of the converter ( 21 ) the maximum possible voltage (U _R , U _S , U _T ) is reduced so that gas discharge in the transformer is safely avoided.

9. Power supply according to claim 1, characterized in that the average actual temperature of the transformer windings ( 4 to 7 ) is calculated via the electrical resistance value of these windings and supplied to a temperature controller.

10. Power supply according to claim 9, characterized in that the Resistance is determined by dividing the voltage by the current if the current change is zero at the same time.

11. Power supply according to claim 1, characterized in that with the aid of the control converter ( 21 ) direct current is generated, which is used for determining the electrical resistance of the primary winding ( 4 , 5 ).

12. Power supply according to claim 1, characterized in that the average temperatures of the primary ( 4 , 5 ) and the secondary winding ( 6 , 7 ) are calculated separately.

13. Power supply according to claim 1, characterized in that a primary side ( 27 ) of a three-phase transformer has one winding per phase, that the secondary side of this transformer per phase ( 30 , 31 , 32 ) three windings ( 52 to 54 ; 55 to 57 , 58 to 60 ) that each of the three windings ( 52 to 54 ; 55 to 57 ; 58 to 60 ) is connected to at least one thyristor bridge circuit ( 61 or 64 ; 62 or 65 ; 63 or 66 ) and that the thyristors of the thyristor bridge circuits ( 61 to 66 ) are controlled by means of a frequency generator ( 73 ).

14. Power supply according to claim 13, characterized in that each of the three windings ( 52 to 54 ; 55 to 57 ; 58 to 60 ) is connected to two bridge circuits ( 61 to 66 ), of which one bridge circuit ( 61 , 62 , 63 ) is connected antiparallel to the other bridge circuit ( 64 , 65 , 66 ).

15. Power supply according to claim 14, characterized in that the cathodes of the thyristors of a first bridge circuit ( 61 ) in a first secondary phase with the cathodes of the thyristors of a bridge circuit ( 62 ) in a second secondary phase and with the cathodes of the thyristors of a bridge circuit ( 63 ) in a third secondary phase and to the anodes of the thyristors in a second bridge circuit ( 64 , 65 , 66 ) in the secondary phases and that the other anodes or cathodes of the thyristors of the bridge circuits ( 61 to 66 ) are in one phase connected to each other and placed on a choke ( 70 to 72 ).

16. Power supply according to claim 13, characterized in that the output variable of the frequency generator ( 73 ) is variable in terms of its frequency and amplitude.

17. Power supply according to claim 16, characterized in that the output variable of the frequency generator determines the target values of the currents in the R, S and T phases of the transformer ( 27 , 30 to 32 ) in the converter ( 21 ).

18. Power supply according to claim 1, characterized in that between the converter ( 21 ) and transformers ( 2 , 3 ) high-precision current transformers are arranged according to the Hall principle, which are used for temperature calculation.